Гидрогеохимический метод поисков месторождений ПИ (рудные месторождения)

Разработка метода началась в 30-е годы XX века

исследователи Сергеев, Софронов, Перельман, Бродский выделили

- Начальный до 1950 г: обоснована возможность использования особенностей химического состава для поиска рудных месторождений.

- После 1950 г разработаны основы методики гидрогеохимических поисков рудных месторождений, открыты месторождения, издана книга «радиогидрогеология».

Метод является составной частью геохимических поисков. К настоящему времени оценены перспективы рудоносности значительных территорий Сибири, Дальнего востока, Урала, Европейской части и открыты месторождения.

Гидрогеохимические поисковые признаки – это такие компоненты, показатели (рН) химического состава концентрации и значения которых указывают на наличие рудной залежи.

Классификация гидрогеохимических поисковых признаков.

-Универсальные – это особенности химического состава, наличие которых является общим для всех рудных месторождений. Zn, Cu, As, SO₄^2-.

-Специальные – характерны для вод отдельных месторождений (U, Au).

-Групповые – характерны для определенной группы рудных месторождений (Li – месторождения редкоземельных руд, низкий рН – месторождения сульфидных руд).

Чем мельче масштаб работ, тем более общими должны быть гидрогеохимические поисковые признаки; с укрупнением масштаба работ присоединяются групповые и специальные поисковые признаки.

Если специальные признаки не подтверждаются универсальными, то месторождения не будет.

Для сульфидных месторождений характерно рН=2-3, а также уменьшение HCO₃. Fe, Be, Mo, Li – более контрастно проявляются в горно-складчатых областях.

Загрязнение – это изменение химического состава (качества) воды, вызванное хозяйственной деятельностью, которая привела или может привести к невозможности использования воды.

Химическое загрязнение: происходит загрязнение подземных вод отходами, изменяется макрокомпонентный состав, Cl, SO₄, N, тяжелые металлы, нефтепродукты.

Металлургия, выхлопные газы автотранспорта – тяжелые металлы, свинец. 25000 машин дают 500-700 г свинца в воздухе на 1 км.

Бактериологическое: хозяйственно-бытовые стоки используют показатели коли-титр(объем воды в мл, соответствующий содержанию одной кишечной палочки, норма 300 мл и больше), коли-индекс (содержание кишечных палочек в 1 л воды – норма 3 и меньше).

Продолжительность жизни микроорганизмов 400 суток.

Радиоактивное: наиболее опасны для людей с большим периодом полураспада Sr90, Cs137.

Тепловое: изменения температуры могут прослеживаться до глубины 3 км.

Изменение состава подземных вод при техногенном загрязнении.

Масштабы загрязнения зависят от степени защищенности, мощности зоны аэрации, интенсивности водообмена.

Выделены 2 типа вод в зависимости от степени техногенного воздйествия.

1. Частично-измененные – изменяется рН, Eh, микрокомпонентный состав при постоянном или мало измененном макрокомпонентном составе.

2. Полностью измененные – изменяется химический тип воды, формация. Причины полного изменения химического состава: длительное поступление загрязняющих веществ. Городские территории характеризуются всеми видами загрязнений, степень проявления различная. В пределах городских территорий грунтовые воды как правило полностью изменены.

Животноводческое хозяйство: химическое и бактериологическое загрязнение. Превышение по азоту, микроорганизмы, пестициды – основной источник загрязнений в с/х.

Гидрогеохимическая съемка, режимные наблюдения, лабораторные исследования.

80%. болезней людей связано с потреблением некачественной воды: тиф, дизентерия, гепатит, полиомиелит, трахома, шистосоматоз, малярия.

По данным ООН более 1/3 населения Земли используют некачественную воду. 22% отбираемых проб воды из действующих водозаборов не соответствуют санитарно-химическим показателям, 12% микробиологическим. Причина некачественной воды – техногенная деятельность. Гидросферное мышление – признание фундаментальной роли воды. В РФ ежегодно сбрасывается 70 км³ сточных вод, 30% из которых не очищено. 6,7% пресной воды на Земле (ледники,озера, подземные пресные воды). Подземные пресные воды составляют 0,3% от объема гидросферы.

Потенциальные ресурсы 300 км³/год, разведанные 27 км³/год. 75% пресных вод расходуется на с/х. 2800л/сутки – среднее потребление воды на человека на Земле, в США 7000 л/сутки, а на хозяйственно-бытовое обеспечение человека идет примерно 4%.

1. Резкое сокращение, а в перспективе прекращение сброса сточных вод.

2. Применение безотходных методик производств.

Интерпретация результатов гидрогеохимических поисков месторождений полезных ископаемых.

Интерпретация – выяснение причин возникновения гидрогеохимических аномалий.

При интерпретации последовательно выполняются следующие задачи:

1. Необходимо выделить ггх аномалии – т.е. определить границы между фоновыми значениями и аномальными.

3. Определение степени перспективность выделенных участков.

1. 1:200000 Общая оценка рудоносности территории, основная задача – выяснить природу аномалии.

2. 1:50000 Установить типы и масштабы оруденений, задача - определение степени перспективности рудных аномалий.

3. 1:10000 и крупнее Определение промышленной ценности. Задача дать сведения о границе рудных залежей и возможности залегания рудных тел на большей глубине.

Микрофлора – мельчайшие растительные организмы (водоросли, бактерии, грибы, плесень). Наибольшее внимание

Геологическая микробиология: микробы – поисковый признак на нефть. Бактерии 75-85, вода, остальное белки и углеводы.

1 миллилитр n10 тыс - n100 тыс клеток микрофлоры.

Наиболее благоприятно для бактерий: невысокая минерализации, температура (хемосинтетики живут при температуре 300ºС).

С глубиной содержание микрофлоры уменьшается.

Практическое значение изучения зональности:

2. Определение расположения (выявления) лечебных и промышленных вод.

Наибольшую опасность для питьевой воды представляет органическое вещество нефтяного ряда (ПДК бензол 10 мкг/л, бензпирен 0,005 мкг/л, хлороформ 200 мкг/л, бромофор 100 мкг/л). СанПиН-01 – 50% нормируемых веществ – органические.

Органическое вещество используют в бальнеологии, некоторые лечебные воды содержат органическое вещество.

Органические вещества являются поисковым признаком на нефть и газ.

Источник органического вещества: 1) Атмосферные осадки 2) Поверхностные воды 3) Почвы 4) Горные породы.

В поверхностных водах органическое вещество гумусового ряда, некоторые тропические рек и содержат 70% органического вещества от всех растворенных веществ.

По обогащенности органическим веществом горные породы делятся на 2 группы:

4. Карбонатные породы и континентальные отложения

Переход органического вещества в воды определяется

С глубиной содержание органического вещества возрастает. В грунтовых водах количество углерода 30 мг/л, в пластовых

50 мг/л, нефтяные месторождения Сорг=350-800 мг/л.

Установлена и горизонтальная зональность органических веществ в подземных водах: гумидный Сорг=30-35 мг/л, аридный Сорг=20-25 мг/л.

В подземных водах литосферы количество органического вещества больше, чем в водах мирового океана.

Гидрогеохимические поисковые признаки – это такие компоненты, показатели (рН) химического состава концентрации и значения которых указывают на наличие рудной залежи.

Классификация гидрогеохимических поисковых признаков.

Универсальные – это особенности химического состава, наличие которых является общим для всех рудных месторождений. Zn, Cu, As, SO₄^2-.

Специальные – характерны для вод отдельных месторождений (U, Au).

Групповые – характерны для определенной группы рудных месторождений (Li – месторождения редкоземельных руд, низкий рН – месторождения сульфидных руд).

Растворение – процесс полного разрушения кристаллической решетки минерала и переход ионов в раствор (растворение галита)

Растворимость уменьшается в ряду Галит (NaCl) –Гипс (CuSO₄)– Кальцит (СаСО₃)

Сорбция – процесс поглощения растворенных веществ различными твердыми веществами из ненасыщенных солями подземных вод.

Сорбенты – глины, органические вещества, гидроокислы магния, железа, алюминия, коллоидные формы кремнезема.

Адсорбция – поглощение вещества происходит лишь на поверхности сорбента.

Абсорбция – поглощение происходит по всему объему сорбента (торф, гидроокислы, железа, магния, алюминия, глины, органическое вещество).

дегидратация – процесс выделения воды из минерала

Фильтрационный эффект - при движении воды через толщу горных пород происходит отставание растворенного вещества от растворителя по причине сорбции ионов на поверхности твердых частиц и гидролиза, приводящего к образованию ионов большого размера, которые не могут проникнуть через мелкие поры.

~Конвекция – движение воды при котором перенос вещества осуществляется массовыми потоками, происходит изменение плотности воды, в результате происходит изменение температуры и минерализации.

~Гидролиз – реакция ионного обмена между различными веществами и водой.

Система алюмосиликаты + подземные воды гипергеназа является неравновесной, что приводит к непрерывному разрушению горных пород и образованию коры выветривания, равновесие практически никогда не устанавливается даже с алюмосиликатами. В условиях верхней части ЗК система вода+алюмосиликаты наиболее неравновесна, разрушение базальтов морской водой происходит на больших глубинах

Для подземных вод характерен гидролиз силикатов и особенно алюмосиликатов (каолинит, глауконит, монтмориллонит). В зоне гипергенеза – верхней части земной коры происходит разрушение горных пород, в результате образуется кора выветривания. Причина отсутствия равновесия – интенсивное удаление продуктов разрушения (гидролиза) из зоны гипергенеза в результате непрерывного промывания.

Процессы, способствующие удалению продуктов гидролиза: выщелачивание пресными водами, осаждение ионов виде относительно нерастворимых соединений. В результате гидролиза при растворении некоторых веществ увеличивается рН раствора, среда становится щелочной. При взаимодействии щелочной воды с органическим веществом и СO₂, формируются подземные воды с низким значением рН. Установлено, что даже рассолы неравновесны относительно силикатов, которые встречаются и в осадочных и в магматических породах.

гидратация – присоединение молекул воды к твердым веществам

- дегидратация – процесс выделения воды из минерала

Фоновые воды – это воды, химический состав которых формируется под влиянием региональных гидрогеологических условий. Фоновый химический состав – состав, который формируется под влиянием региональных гидрогеологических условий.

Гидрогеохимическая аномалия – это часть поверхностного или подземного потока, в пределах которого химический состав отличается от фонового.

Кристаллизация происходит в результате концентрирования, нарушения термодинамического равновесия, изменения рН, Еh среды, смешения вод разного состава. Результатом кристаллизации является гидрогенное минералообразование карбонатов, сульфатов, изменение состава воды.

Галогенез = последовательность выпадения солей из раствора – карбонаты, сульфаты, хлоридные соли – результат кристаллизации.

В подземной воде установлена последовательность кристаллизации солей – кремнезем, карбонаты, сульфаты, глинистые минералы.

Пример: появление кальцита в трещинах доломита, гипса, SiO₂, появление рудных минералов в горячих растворах.

~Диффузия (лат.) – взаимное проникновение веществ вследствие теплового движения частиц, происходит в направлении падения концентрации раствора, осуществляется молекулярными и ионными потоками.

~ Выщелачивание – процесс избирательного растворения с сохранением каркаса, стимуляторы О₂, СО₂,Н₂SO₄.

Часть состава осадочных горных пород представлена легко растворимыми минералами, растворы, которые пропитывают эти породы являются ионно-солевым комплексом породы.

Известняк – ионно-солевой комплекс (кальцит+вода)

Овчинников выделил три стадии преобразования ионно-солевого комплекса породы при внедрении пресной воды в осадочные толщи морского происхождения:

- вытеснение растворов, пропитывающих породу

~Растворение – процесс полного разрушения кристаллической решетки минерала и переход ионов в раствор (растворение галита)

Растворимость уменьшается в ряду Галит (NaCl) –Гипс (CuSO₄)– Кальцит (СаСО₃)

~Выщелачивание – процесс избирательного растворения с сохранением каркаса, стимуляторы О₂, СО₂,Н₂SO₄.

Известняк – ионно-солевой комплекс (кальцит+вода)

- вытеснение растворов, пропитывающих породу

~Гидролиз – реакция ионного обмена между различными веществами и водой.

Гидрогеохимический пояс – это часть гидрогеологической структуры, для которой характерно развитие от поверхности до фундамента в пределах платформ или от поверхности до эрозионного вреза наиболее глубоких реек в ГСО одного и того же типа гидрогеохимического разреза, представленного одной или несколькими гидрогеохимическими зонами.

Основная причина смены поясов – это тектоника.

Последовательность А-Б и А-Б-В – это нормальные гидрогеохимические разрезы, зональность прямая. Во многих случаях встречаются разрезы с обратной гидрогеохимической зональностью, причины: состав горных пород, гидродинамические причины.

Если скорость фильтрации во втором слое больше, чем в первом, то они менее солены, т.к. они меньше растворяют горные породы.

Переменная вертикальная гидрогеохимическая зональность характерна для многих районов, например, Ангаро-Ленский бассейн (А-Б-В-Б)-основная причина литология.

Гипотезы прямой гидрогеохимической зональности:

Однозональные пояса характерны для горноскладчатых сооружений и окраин артезианских бассейнов.

Двузональные – периферии артезианских бассейнов

Трехзональные – центрам артезианских бассейнов.

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: